1.引(yǐn)言
某水(shui)電站爲(wèi)地下式(shì)廠房,裝(zhuāng)有6台單(dan)機容量(liàng)爲700MW的水(shuǐ)輪發電(diàn)機組💘,發(fā)電機爲(wei)立軸半(ban)傘式,發(fa)電機上(shàng)導軸✨承(chéng)油🙇🏻盆油(you)位安⁉️裝(zhuang)一套磁(ci)翻闆液(ye)位計
,液(yè)位計配(pèi)置有模(mó)拟量和(he)開關量(liàng)信号送(song)至監控(kòng)系統,磁(cí)開關是(shì)磁翻闆(pan)液位計(ji)判斷油(yóu)位是否(fǒu)正常的(de)重要開(kāi)關量信(xin)号,外部(bù)磁場引(yǐn)起磁翻(fān)闆液位(wèi)計磁開(kai)關誤動(dòng)作,不但(dan)影響運(yun)行人員(yuan)對油位(wei)是否正(zheng)常的判(pan)斷,還影(ying)響水輪(lun)💯發電機(ji)組的安(an)全穩定(dìng)運行。因(yin)此,如何(hé)有效地(dì)消除外(wai)部磁場(chǎng)對磁開(kāi)🏃關的幹(gan)擾值得(de)研宄。
文(wen)中主要(yao)針對外(wai)部磁場(chang)引起磁(ci)翻闆液(yè)位計磁(cí)開關🥵誤(wu)動作情(qíng)況,對不(bu)同類型(xing)的磁場(chǎng)幹擾源(yuan)及不同(tong)種類的(de)磁場屏(ping)蔽材料(liao)進♌行分(fen)析研究(jiu),總結不(bu)同的磁(ci)場幹擾(rao)源與磁(cí)場屏🚶♀️蔽(bi)材料的(de)關系☎️。結(jie)果表明(ming),對低頻(pín)磁場,可(kě)用高導(dao)磁材料(liào)做屏蔽(bi)體來❤️實(shí)現磁場(chang)屏蔽;對(dui)高頻📐磁(ci)場,由于(yu)同時存(cún)在電場(chǎng)分量和(hé)磁場🏃♀️分(fèn)量,因此(ci)要求電(diàn)場屏蔽(bi)和磁場(chǎng)屏蔽同(tong)時進行(háng)。通過分(fen)析研究(jiu),最終😍找(zhao)到了解(jiě)決外部(bù)磁場引(yǐn)起磁翻(fan)闆液位(wèi)計磁開(kai)關的🚶♀️處(chu)理措施(shī)。
2.磁翻闆(pan)液位計(jì)原理介(jie)紹
磁翻(fān)闆液位(wèi)計根據(ju)浮力原(yuan)理和磁(ci)性耦合(hé)作用而(er)成💛。當♉被(bèi)測容器(qì)中的液(ye)位升降(jiang)時,液位(wèi)計本體(tǐ)管中的(de)磁性浮(fú)子也👨❤️👨随(suí)之升降(jiàng),浮子内(nei)的永久(jiǔ)磁鋼通(tōng)過磁耦(ou)合傳遞(dì)到磁翻(fān)柱指示(shì)器,驅動(dong)紅🌐、白翻(fān)柱翻轉(zhuan)180°,當液位(wei)上升時(shi)翻柱由(yóu)白色轉(zhuan)㊙️變爲紅(hóng)色,當液(ye)位下降(jiang)時翻柱(zhu)由紅色(sè)轉變爲(wèi)白色,指(zhi)示器的(de)紅白交(jiao)界處爲(wei)容器内(nèi)部液位(wèi)的實際(ji)高度,從(cong)而實現(xian)液位清(qīng)晰的指(zhǐ)示。控制(zhì)型液位(wei)計在磁(ci)翻闆液(ye)位計的(de)基礎上(shàng)增加了(le)磁開關(guan),在🔞監測(ce)液位的(de)同時磁(ci)開關信(xìn)号可用(yòng)于對液(yè)位進行(háng)控制或(huò)報警;遠(yuǎn)傳型是(shi)在磁翻(fan)闆液位(wèi)計的基(jī)礎上增(zeng)加4~20mA變送(song)傳感器(qi),在現場(chǎng)監測液(yè)位的同(tong)時将液(ye)位的變(bian)化通過(guo)變送傳(chuán)感器、線(xiàn)纜及儀(yi)表傳到(dao)控制室(shì),實現遠(yuan)程監測(cè)和控制(zhi)。磁開關(guan)是一種(zhǒng)有觸點(dian)的無源(yuán)電子開(kāi)關元件(jian)✂️,裝☂️有兩(liǎng)個鐵質(zhi)的彈性(xing)黃片電(diàn)闆,還灌(guàn)有惰性(xìng)氣體。平(ping)時,兩個(gè)簧片是(shi)分開的(de),當有磁(ci)性物質(zhì)靠近時(shi),兩📧個簧(huang)片被磁(cí)化而互(hu)相吸引(yin)接觸,簧(huáng)片就會(hui)吸合在(zai)一起,使(shǐ)接點所(suo)接的電(diàn)路連通(tong)。外部磁(cí)⛱️力消失(shi)後,兩個(gè)黃🔞片由(you)于本身(shēn)的彈性(xìng)而分開(kai),電路就(jiù)開了。因(yin)此,磁開(kāi)關是一(yī)種利用(yong)磁場信(xìn)号來控(kòng)制的開(kāi)關器件(jiàn)。
3.磁開關(guan)誤動作(zuo)原因分(fen)析
分析(xi)某水電(diàn)站監控(kòng)故障信(xin)息一覽(lǎn)表,發現(xian)磁開關(guan)誤動時(shí)間與勵(lì)磁系統(tong)起勵時(shi)間一緻(zhì),而磁開(kāi)關安裝(zhuang)位🌈置正(zheng)好處✂️在(zai)勵磁電(dian)纜下方(fang),初步斷(duan)定磁開(kāi)關誤動(dong)作✊由勵(li)磁電流(liu)産生的(de)磁場幹(gan)擾引起(qi)。發現該(gāi)問題後(hou),将磁開(kai)關靠👉近(jin)運行中(zhōng)的發電(dian)機滑環(huán)室,由于(yú)此處磁(ci)場較強(qiáng),磁開關(guan)受磁場(chang)力的👅作(zuo)用又再(zài)一次動(dong)作。因此(cǐ),可以'斷(duan)定磁開(kai)關的誤(wu)動作由(yóu)外🚶部磁(cí)🌍場幹擾(rao)引起。進(jin)一步分(fen)析可知(zhi),勵磁電(dian)流屬于(yu)直流♊電(dian)流,所感(gan)應出的(de)磁🚩場屬(shǔ)于低頻(pin)磁場
磁(ci)開關内(nei)部裝有(yǒu)鐵質的(de)彈性簧(huáng)片,在低(di)頻磁場(chǎng)中,鐵質(zhi)✊簧片被(bèi)磁化,從(cóng)而使彈(dan)性簧片(pian)吸合導(dǎo)通,而油(yóu)位計🛀🏻内(nèi)部🐅磁翻(fān)闆未⛱️達(dá)到磁開(kāi)關動作(zuò)值的位(wèi)置,所✉️以(yǐ)監控誤(wu)報油位(wèi)異常信(xin)号。當機(ji)組停機(jī)時,勵磁(cí)電纜中(zhōng)電流消(xiao)失,但此(ci)時磁開(kāi)關誤動(dong)作信号(hao)并未複(fu)👈歸,下面(mian)将通過(guo)磁滞回(huí)線🌍的概(gai)念來解(jie)釋此現(xian)象。
從圖(tu)2 (強磁物(wù)質磁滞(zhi)回線)分(fèn)析得出(chū),當勵磁(cí)電纜中(zhōng)🌈通過電(dian)流時,在(zài)周圍感(gǎn)應出磁(cí)場,磁開(kai)關中的(de)鐵質簧(huáng)片被磁(ci)化,一定(dìng)時間後(hou)達到飽(bǎo)和狀态(tai)。機組停(tíng)機後,勵(lì)磁🈲電纜(lan)中電流(liu)消失,周(zhou)圍磁場(chang)開始減(jiǎn)弱,磁開(kāi)關中的(de)鐵質簧(huáng)片也開(kāi)始退磁(ci),如圖2可(kě)看出,當(dang)周圍磁(cí)場減小(xiao)到0時,磁(ci)滞回線(xiàn)中因爲(wèi)矯頑💞力(lì)的存在(zai),鐵質簧(huáng)片的磁(ci)✨性并沒(mei)有完全(quan)消🤩失,所(suo)以磁開(kai)關誤動(dong)作的信(xìn)号不會(hui)複歸。此(ci)時需要(yao)在磁開(kai)關附近(jin)用永久(jiu)磁鐵産(chǎn)生一個(gè)與📐原磁(ci)場方向(xiàng)相反的(de)磁場,使(shi)矯頑力(lì)相互🔞抵(di)消,鐵質(zhi)簧片中(zhōng)的⛷️磁性(xing)消失,磁(ci)開關誤(wù)🚩動作信(xìn)号複歸(gui)。
4.屏蔽外(wai)部磁場(chǎng)的處理(li)措施
4.1磁(cí)場屏蔽(bì)原理介(jiè)紹
磁場(chǎng)由磁體(ti)産生,由(you)磁體的(de)N極指向(xiang)S極,在磁(ci)體的外(wai)部形成(cheng)閉合的(de)形式,距(jù)離轄射(she)源越近(jin),磁場強(qiáng)度越強(qiáng)。磁場的(de)屏蔽的(de)原理是(shi)利用磁(ci)性屏蔽(bì)材料,改(gai)變磁場(chang)的方向(xiang),由🐉于磁(cí)場通過(guò)低磁阻(zǔ)的通路(lù)被旁路(lù)掉,因此(cǐ)可保證(zhèng)被屏蔽(bi)的物體(ti)♋不受磁(cí)場的幹(gan)擾影☂️響(xiang)。磁場屏(píng)蔽分爲(wei)靜磁屏(ping)蔽和電(diàn)磁屏🏃♂️蔽(bì)。
靜磁場(chǎng)是穩恒(heng)電流或(huò)永久磁(ci)體産生(shēng)的磁場(chang),靜磁屏(píng)蔽是利(li)用高磁(ci)導率M的(de)鐵磁材(cai)料做成(cheng)屏蔽罩(zhao)以屏蔽(bì)外磁場(chǎng),靜磁屏(píng)蔽的原(yuan)理可以(yi)用磁路(lu)的概念(nian)來說明(míng),如将鐵(tiě)磁材料(liao)🧑🏾🤝🧑🏼做成截(jie)面如圖(tu)2的回路(lu),則在外(wai)磁場中(zhong),絕大部(bù)分磁場(chang)集中💰在(zai)鐵磁回(huí)路中。這(zhè)可以把(bǎ)鐵磁材(cai)料與空(kōng)腔中的(de)空氣作(zuo)爲并聯(lian)磁路來(lái)分析。因(yin)爲鐵磁(cí)材料的(de)磁導率(lü)比空氣(qi)的磁導(dǎo)率要大(dà)幾千倍(bèi)🐅,所以空(kong)腔的磁(cí)阻比鐵(tiě)磁材料(liào)的磁阻(zǔ)大得多(duo),外磁場(chang)的磁感(gan)應線的(de)絕大部(bù)份🌈将沿(yan)着鐵磁(cí)💃🏻材料壁(bì)内通過(guò),而進入(ru)❓空腔的(de)🍉磁通量(liang)極少。這(zhe)樣,被鐵(tiě)磁材料(liào)屏蔽的(de)空腔就(jiu)基本上(shàng)沒有外(wài)😘磁場,從(cóng)而⚽達到(dào)靜磁屏(ping)蔽的目(mù)的。
電磁(ci)場在導(dǎo)電介質(zhì)中傳播(bō)時,其場(chang)量(E和H)的(de)振幅随(sui)距離的(de)💋增加而(er)按指數(shù)規律衰(shuāi)減。從能(néng)量的觀(guan)點看,電(diàn)磁波在(zai)導電🌏介(jiè)質中傳(chuán)播時有(you)能量損(sun)耗,因此(ci),表💘現爲(wei)場量振(zhen)幅的減(jiǎn)小🐪。導體(ti)表面的(de)場量最(zuì)大,愈深(shen)入導體(ti)内部,場(chǎng)量愈小(xiǎo)。這種現(xiàn)象也稱(cheng)爲趨膚(fu)效應😄。利(li)用趨膚(fu)效應可(kě)以阻止(zhǐ)⭐高頻電(diàn)磁波透(tòu)入良導(dǎo)體而做(zuò)成電磁(cí)屏蔽裝(zhuāng)置。電磁(cí)屏蔽是(shi)抑制幹(gàn)擾,增強(qiáng)設備的(de)可👌靠性(xìng)及提髙(gao)産品質(zhi)量的有(yǒu)效手段(duan)。合理地(di)使用電(dian)磁屏蔽(bì),可以抑(yì)制外來(lai)高頻電(diàn)磁波的(de)幹擾,也(yě)可以避(bì)免作爲(wei)幹擾源(yuán)去影響(xiǎng)其他設(she)備。
4.2磁場(chǎng)屏蔽材(cái)料選取(qu)
磁性屏(píng)蔽材料(liào)的磁導(dǎo)率與外(wai)界的磁(cí)場強度(dù)有關,外(wài)界⛹🏻♀️磁場(chang)🙇🏻強度不(bu)同,磁性(xing)材料的(de)磁導率(lǜ)也不同(tong),飽🤞和通(tōng)量密☎️度(du)也不同(tóng),因此,在(zai)磁場的(de)屏蔽設(shè)計中的(de)作用也(yě)不同。當(dāng)屏蔽低(dī)頻磁場(chǎng)時,選擇(zé)磁鋼、坡(po)莫合金(jin)、鐵等導(dao)磁率高(gāo)的材料(liao),而屏蔽(bì)高頻磁(ci)場則應(yīng)選擇銅(tong)鋁等導(dao)✔️電率高(gāo)的材♉料(liao)。
4.3處理措(cuo)施
從以(yi)上分析(xi)可知,水(shui)輪發電(diàn)機組各(gè)軸承油(yóu)盆磁翻(fan)🈲闆💛油位(wei)計所受(shòu)的幹擾(rǎo)屬于低(dī)頻磁場(chang)幹擾,屏(ping)蔽應選(xuan)用🚶♀️高磁(ci)導率材(cái)料,由于(yú)🙇🏻條件限(xian)制,我們(men)選用了(le)厚度爲(wei)5mm鐵闆作(zuò)爲屏蔽(bi)材❤️料,且(qie)在設計(ji)時,盡可(kě)能的少(shao)留孔洞(dòng)及縫隙(xì),避免增(zeng)加磁屏(píng)蔽體的(de)磁阻,從(cóng)而降低(di)屏蔽效(xiao)果,開機(jī)起勵後(hou)💜進行驗(yan)證,上導(dǎo)軸承油(yóu)槽❄️油位(wei)異常信(xin)号未再(zai)報出。
5.結(jie)論
低頻(pin)磁場的(de)幹擾是(shì)引起某(mǒu)水電站(zhan)水輪發(fa)電機組(zu)上導軸(zhou)承油槽(cao)磁翻闆(pǎn)液位計(jì)磁開關(guān)誤動作(zuo)的重要(yao)因♈素,經(jing)🔞過多次(cì)實驗分(fen)析,得到(dao)以下結(jie)論:
1)屏蔽(bi)低頻磁(cí)場的材(cái)料應選(xuǎn)用高磁(ci)導率材(cái)料的磁(cí)🌈翻💞闆液(yè)位計;
2)磁(ci)場強度(dù)較大時(shi),應增加(jiā)磁屏蔽(bi)材料的(de)厚度;
3)盡(jìn)可能的(de)減少屏(píng)蔽體的(de)接縫和(hé)孔洞,避(bì)免增加(jia)磁屏蔽(bì)體的磁(ci)阻,降低(di)屏蔽效(xiào)果。縫隙(xi)、孔洞盡(jìn)量沿磁(cí)場方向(xiang)分布。
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